近日，我院黃亞浩副教授課題組在化學(xué)工程權(quán)威期刊《Chemical Engineering Journal》發(fā)表文章，論文第一通訊作者為黃亞浩副教授，論文第一單位為我院，文章揭示了在廣泛溫壓條件下，通過(guò)拉曼光譜定量分析技術(shù)結(jié)合分子模擬表征CO2在大分子烷烴中溶解和擴(kuò)散的變化規(guī)律。Chemical Engineering Journal為中科院1區(qū)TOP期刊，近五年影響因子平均13.2。
CO2提高原油采收率（CO2-EOR）能夠?qū)崿F(xiàn)地下二氧化碳封存的可能性，從而同時(shí)應(yīng)對(duì)能源需求和氣候問(wèn)題。本研究建立了一種原位方法，用于在廣泛的壓力-溫度（P-T）條件下測(cè)量CO2在十六烷烴中的溶解度。通過(guò)在已知體積的CO2和十六烷烴混合后，將其置于硅毛細(xì)管中，并在特定P-T條件下達(dá)到平衡后，利用拉曼光譜進(jìn)行檢測(cè)，建立了CO2在十六烷烴中的摩爾分?jǐn)?shù)與拉曼峰面積比值之間的關(guān)系。結(jié)果表明，CO2的溶解度隨著溫度的升高而降低，隨著壓力的增加而升高。為了補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還進(jìn)行了混合式大正則系綜蒙特卡洛/分子動(dòng)力學(xué)（GCMC/MD）模擬，以研究CO2/十六烷烴體系的膨脹效應(yīng)以及CO2在十六烷烴中的擴(kuò)散行為。模擬結(jié)果通過(guò)拉曼光譜、先前發(fā)表的CO2溶解度數(shù)據(jù)以及基于遺傳算法（GA）的預(yù)測(cè)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，三者高度吻合并相互印證。基于分子模擬結(jié)果，研究揭示了在類似體系的溶解度計(jì)算中考慮體積變化以提高預(yù)測(cè)模型精度的必要性。此外，與溫度相比，壓力對(duì)擴(kuò)散系數(shù)的影響相對(duì)較小。最終，本研究為在廣泛的P-T條件下測(cè)定多種流體溶解度的原位探測(cè)技術(shù)提供了解決方案，這些過(guò)程支持CO2-EOR以及地下碳封存操作。
圖文摘要：
文章鏈接：Xiuyan Liu, Yahao Huang*, Saeed Babaei et al., Experimental and molecular simulation of carbon dioxide solubility in hexadecane at varying pressures and temperatures, Chemical Engineering Journal, 502 (2024) 157721. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.157721
